大型公建工程钢结构吊装施工技术分析

涂敏祥 冯 博 赵 畅 邓 璇 简泽东

大型公建工程指的是在城市建设或国家基础设施建设中，规模庞大、功能复杂、影响范围广泛的公共建筑项目，通常涉及巨额投资，涵盖多个专业领域，需要相关单位和人员精心规划、设计、施工，满足日益增长的公共服务需求和城市发展要求。钢结构吊装施工技术是指在建筑工程中，使用吊装设备将钢结构构件从地面或其他位置准确、安全地吊装到预定的位置并固定的过程。钢结构吊装施工技术已广泛应用于大型公共建筑、桥梁、高层建筑、厂房和工业设施等工程项目中。钢结构作为一种重要的建筑结构形式，具有高强度、轻质、抗震性能好等优点，因此，在大型工程中得到了广泛应用。优化大型公建工程钢结构吊装施工技术的意义在于提高工程安全性、施工效率和工程质量，适应复杂建筑需求，同时也对推动产业发展具有积极作用。这些技术的不断创新和应用，将为现代建筑工程的发展和城市化进程做出重要贡献。

1 大型公建工程钢结构的特点

1.1 受自然条件影响较大

大型公建工程往往高耸于地面，如高层建筑、桥梁、体育馆等，容易受到强风影响。强风可能产生巨大的风压和风荷载，对钢结构构件产生不均匀的外力作用，增加了结构的受力情况，要求钢结构必须具备良好的抗风性能。大型公建工程钢结构在自然条件下会经历昼夜温度的变化，尤其在寒冷地区和高海拔地区，温度差异更明显。钢材的热膨胀和收缩可能导致结构变形或产生应力，需要合理考虑温度影响。大型公建工程钢结构通常在室外暴露于湿度和降雨环境中。湿度和雨水可能腐蚀钢结构，降低结构的强度和耐久性，因此需要进行防腐处理。地震和地质条件也是影响大型公建工程钢结构的重要因素，在地震地区，钢结构需要具备较强的抗震能力。大城市中存在大量的环境污染源，例如工业排放、交通尾气等，这些污染物可能加速钢结构的腐蚀和老化，对结构的使用寿命产生影响[1]。

1.2 交叉作业较多

大型公建工程钢结构往往由多个复杂的构件组成，例如梁、柱、框架等，这些构件需要同时进行施工和安装。由于结构的复杂性，不同部位的施工往往需要同时进行，导致出现交叉作业的情况。大型公建工程通常有较为紧迫的工期要求，需要在有限的时间内完成大量的工作，为了加快施工进度，施工团队可能需要同时进行多个任务，这就产生了交叉作业。大型公建工程的钢结构施工通常涉及多个专业的施工团队，如钢结构制作团队、吊装团队、焊接团队等，由于不同专业之间的工作任务和工艺流程存在交叉，因此可能会出现交叉作业的情况。大型公建工程的施工现场通常空间有限，特别是在城市中心区域，为了同时满足多个施工任务，不同团队需要在有限的空间内进行工作，导致交叉作业的出现。大型公建工程需要大量的材料和设备供应，不同材料和设备的调度需要时间和计划安排，为了避免工期延误，施工团队可能需要在同一时间内进行不同的施工任务，从而产生交叉作业[2]。

1.3 施工要求较高

大型公建工程钢结构施工要求较高，涉及安全性、精度、技术、环境适应性和质量等多个方面。只有严格遵守施工规程，合理组织施工过程，并配备高素质的施工团队，才能确保大型公建工程钢结构的安全、稳定和顺利完成。

大型公建工程钢结构通常自身重量较大、高度较高，在施工过程中，如果不注意施工安全，可能导致事故发生，造成巨大的人员伤亡和财产损失。钢结构的连接和组装需要高精度，任何微小的误差都可能导致结构不稳定或不平衡。因此，在施工过程中，需要确保每个构件的尺寸和位置都精准无误，保证整个结构的稳固性和完整性。

大型公建工程钢结构施工涉及复杂的工艺和技术，包括钢材的切割、焊接、拼装等，各个施工环节都需要熟练的工程技术和丰富的施工经验，确保施工质量和效率。大型公建工程钢结构施工往往发生在复杂多变的环境条件下，如高空、大风、极端温度等，施工团队需要具备应对各种环境的能力，确保施工的顺利进行和安全完成。

钢结构是大型公建工程的主体部分，其质量直接关系到整个工程的安全和稳定。因此，钢结构施工的质量要求非常高，需要经过严格的检验和验收，确保结构的质量符合设计和标准要求[3]。

2 大型公建工程钢结构吊装施工技术要点

2.1 钢结构构件的制作

钢结构构件的制作是确保施工顺利进行和工程质量的关键环节。制作钢结构构件需要遵循一系列原则，保证构件的准确性、稳固性、安全性达到施工要求。首先，要根据设计图纸精确计算和标定构件的尺寸和几何形状；其次，选择合适的钢材，确保其质量符合工程要求；再次，在加工过程中，严格控制工艺措施，确保构件的加工精度；最后，进行全面的质量检验和试装，确保构件质量合格[4]。

例如，在对东部新区绛溪南科创空间项目进行钢结构吊装施工中，项目总用地面积为186248.45 m2，总建筑面积为159179.63 m2，其中地上为128959.24 m2，地下为30220.39 m2，设计需要大量的大跨度钢梁来支撑屋顶结构。在钢梁制作过程中，首先，施工团队根据设计图纸计算每根钢梁的长度、宽度、高度等尺寸，并选用高强度、耐腐蚀的优质钢材，如图1 所示。在钢梁的加工过程中，施工人员严格控制每道工序，确保每根钢梁的尺寸和几何形状符合设计要求。其次，在焊接过程中，采取高效焊接技术，确保焊缝的牢固性和密封性。完成焊接后，施工团队进行了全面的质量检验，包括尺寸检测、焊缝质量检查等，确保每根钢梁的质量合格。最后，在实际吊装前，钢梁进行了试装，检查与其他结构部件的连接是否精确匹配。通过这一系列制作要点和质量控制措施，保证了钢梁的稳固性，为项目的顺利施工提供了保障[5]。

图1 高强度、耐腐蚀的优质钢材（来源：网络）

2.2 螺栓预埋技术

螺栓预埋技术是一种重要的连接方法，用于确保钢结构构件之间稳固连接，在制作钢结构构件的过程中，将连接用的螺栓提前安装在构件上，并在吊装时与其他构件紧密连接，能够提高钢结构构件精确度和施工效率。

比如，东部新区绛溪南科创空间项目的法务中心、临街办公02-1 号楼、临街办公02-2 号楼、临街办公02-3 号楼、独栋办公楼05-1 号楼、独栋办公楼05-2 号楼、独栋办公楼05-3 号楼及独栋办公楼05-4 号楼屋顶结构由多个大跨度钢梁和钢柱组成。在钢梁和钢柱的制作过程中，施工团队使用了螺栓预埋技术（见图2），根据设计图纸，确定钢梁和钢柱之间的连接位置和螺栓数量，事先将连接用的螺栓固定在构件上，确保在吊装时能够快速、准确与其他构件连接。

图2 钢结构工程螺栓预埋技术（来源：网络）

螺栓预埋技术可以避免现场安装螺栓带来的不便和延误，确保连接的准确性和稳固性。在吊装过程中，施工人员只需将钢梁和钢柱的预埋螺栓与其他构件的孔洞对齐，然后通过拧紧螺母，即可完成连接[6]。

2.3 吊装技术

吊装技术是大型公建工程钢结构吊装施工技术中的重要环节，其涉及钢结构构件从地面或其他位置准确、安全地吊装到预定位置并固定等过程。吊装技术的合理运用，可降低工程事故的发生概率，确保钢结构构件的安装，保障工程的稳固性和持久性。

例如，由于东部新区绛溪南科创空间项目的屋顶结构由多个大跨度的钢梁组成，因此，在吊装过程中，工作人员要选择合适的吊装设备，如吊车、塔吊或起重机，根据钢梁的尺寸、重量、施工现场的条件，选择与施工要求高度匹配的设备。施工团队应根据设计图纸和施工方案，精确计算吊装的位置、高度、角度，确定吊装过程中的工艺和安全措施。在实际吊装过程中，吊装设备需要由经验丰富的操作人员进行操作，结合工程实际，灵活运用单机吊装法、双机吊装法，明确上吊点和下方点；需要有专门的人员进行现场指挥和协调，保证施工能够顺利进行。完成吊装后，还需要对钢结构构件进行定位和固定，确保构件牢固连接在一起[7]。

2.4 焊接工艺

在大型公建工程钢结构吊装施工技术中，焊接工艺是重要环节之一，涉及将钢结构构件进行连接和固定的过程。焊接工艺的合理运用可以确保构件准确连接，避免连接处出现弱点或裂纹，保障整个结构的稳固性和安全性。焊接工艺的高质量和精确施工，不仅能够提高施工效率，还能降低施工成本，为大型公建工程的顺利完成提供坚实的保障。

例如，在东部新区绛溪南科创空间项目钢结构吊装施工中，内部建筑的主要结构由多个钢梁组成。制作钢梁时，施工团队使用焊接工艺进行构件的连接，根据设计图纸和施工方案，确定焊接的位置和方式，包括焊接的种类、角度、焊缝的长度等。结合焊接要求和工艺标准，选择合适的焊接方法，如电弧焊（见图3）。焊接过程中，施工人员需要重点关注焊接的质量和稳定性，控制焊接温度和时间，确保焊缝的牢固和密封。焊接完成后，需要对焊缝进行检查和质量验收，确保焊接质量符合相关规范和要求[8]。

图3 电弧焊（来源：网络）

3 结语

大型公建工程钢结构吊装施工技术的研究与应用是建筑领域不断创新和发展的重要方向，在未来的发展中，应不断加强对吊装施工技术的研究与创新，结合现代科技手段，提高施工的智能化水平，保障工程施工的高效、安全和精确，加强施工管理和人员培训，提高吊装施工人员的技术水平和专业素养。相信随着大型公建工程不断涌现和建筑领域的不断发展，钢结构吊装施工技术将迎来新的发展机遇和挑战，为现代建筑的高质量发展贡献更多的力量。